挤奶室及操作该挤奶室的方法

摘要

本发明涉及用于对动物挤奶的设备并提供一种挤奶室(1)，所述挤奶室包括第一机器人操作装置和第二机器人操作装置(100，200)、以及被提供在相对于所述机器人操作装置(100，200)能移动的平台(3)上的多个挤奶隔间(5)；其中所述机器人操作装置(100，200)被定位以便能够同时服务于所述平台(3)上的相邻挤奶隔间(5)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种挤奶室及操作该挤奶室的方法，特别地但不是专有地， 涉及一种用于为动物例如奶牛挤奶的旋转挤奶室并涉及用于操作该挤奶室的 方法。

背景技术

在乳制品加工业中存在已知的多种类型的挤奶室，而本发明与通常被称 为旋转挤奶室的装置特别相关。这种类型的挤奶室配置有相当大数量的挤奶 隔间，这些挤奶隔间在旋转的环形平台上排列成圆形构造并且特别地用于处 理大量的动物。所述平台以相对较低的恒定速度旋转，从而奶牛可以从静止 的等候处容易地踏上所述平台，并因此进入到挤奶隔间。如果操作员认为必 要，可以立刻停止所述平台的旋转运动以便为奶牛流出足够的时间进入(或 退出)所述平台。然后所述平台的连续旋转将所述挤奶隔间移动到操作员能 够执行特定任务(例如奶头清洁以及将挤奶机杯放置在奶头上)的位置，从 而允许启动挤奶过程。所述旋转速度使得在挤奶隔间从奶牛进入位置(在此 处奶牛进入到所述平台上)移动到奶牛退出位置(在此处奶牛被允许离开所 述平台)的时间内所述挤奶过程将得以完成。奶牛进入点和奶牛出口处彼此 相互邻近从而使奶牛在挤奶隔间中度过的时间最大化。

应当理解的是，奶牛可以持续地进入和退出旋转挤奶室而没有必要使所 述平台停止旋转，这使得能够处理大量的奶牛。还应当理解的是，所述平台 的运动导致奶牛被依次带给操作员。因此操作员能够停留在一个位置并且不 中断地专注于主要的挤奶任务。

这里有两种主要类型的旋转挤奶室系统，其可以被称为平行旋转系统和 人字形(Herringbone)旋转系统。

在人字形旋转系统中，奶牛站立在挤奶隔间内，在旋转的大致方向上对 角地面向环形旋转平台的外部。一个或多个操作员站立在旋转平台的内部， 因此能够良好地接近每头奶牛的侧部。挤奶设备横靠每头奶牛设置在所述平 台的内部边缘处上。

在平行旋转系统中，奶牛站立在旋转平台的挤奶隔间内，从而径向地朝 内面向所述平台的旋转中心。操作员站立在所述旋转平台的外部，因而当奶 牛依次通过时能够从每头奶牛的后部工作。由于奶牛被肩并肩安置，因此所 述平行旋转系统允许在相同的空间内容纳更多的奶牛。

在每个这种类型的旋转挤奶室中，每个挤奶隔间配置有一组四个挤奶机 杯。这些挤奶机杯附接在位于所述挤奶隔间内的奶牛的奶头上，从而允许对 所述奶牛挤奶。一旦挤奶过程完成，通常使用自动收回系统将该四个挤奶机 杯同时从奶头上移除。这样的系统包括连接至挤奶机杯组的绳索，并且在适 当的时间收回该绳索从而拖拉所述挤奶机杯组离开奶牛。

与旋转挤奶室有关的问题是，在挤奶隔间移动经过操作员的范围之前操 作员仅有有限数量的时间来服务于挤奶隔间。操作员可以有多种方式来服务 于挤奶隔间，例如，操作员将通常通过将挤奶机杯从存储位置移动到它们被 附接到站立在挤奶隔间内的奶牛奶头上的位置来服务于挤奶隔间。尽管挤奶 机杯组将通常在挤奶隔间已经移动显著距离之前被附接于奶牛的奶头上，但 是不可预知的事件例如未处理的奶牛的动作能够显著地延迟挤奶机杯的附接 过程。当人类操作员服务于挤奶隔间时这没有必要会成为问题，因为该操作 员能够跟随旋转平台走动并保持属于该经历延迟的特定挤奶隔间。然而，在 机械臂被用于服务活动的情况下在服务于挤奶隔间中的延迟将会成为问题。 这是因为机械臂在挤奶室内具有固定的位置，因此挤奶隔间将易于相当快速 的移动经过其范围。当挤奶隔间的速度相对较大时这个问题也是一个特殊的 难题。这可以在大的旋转室中出现，由于相对较大的平台半径，在大的旋转 室中对于给定角速度挤奶隔间的切线线速度将相对较大。

发明内容

本发明的第一方面提供一种挤奶室，该挤奶室包括至少第一机器人操作 装置和第二机器人操作装置以及被提供在相对于所述机器人操作装置能移动 的平台上的多个挤奶隔间；其中所述至少第一机器人操作装置和第二机器人 操作装置被定位以便能够同时服务于所述平台上的相邻挤奶隔间；所述室的 特征在于，所述至少第一机器人操作装置和第二机器人操作装置中的每一个 可操作用于将待附接到位于一个挤奶隔间内的动物的奶头上的全部所需数量 的挤奶机杯的子集附接到位于所述挤奶隔间内的同一所述动物上。

因此所述机器人操作装置附接全部必需数量的挤奶机杯中的预定数量。 从而应当理解的是，任何特定的动物均由至少两个机器人操作装置将挤奶机 杯附接到其奶头上。

所述挤奶机杯可以是清洁杯(用于清洁动物的奶头)，或挤奶杯(用于 对动物挤奶)。因此，所述装置可以完全用于清洁、完全用于挤奶、或用于 这些过程的组合。例如，第一对机器人操作装置能够通过附接和移除清洁杯 而用于清洁动物的奶头，第二对机器人操作装置能够用于附接用于挤奶的挤 奶机杯。不同的组合和操作也是可以的。

通过要求每个机器人操作装置仅附接全部必需数量的挤奶机杯的子集， 每个机器人操作装置服务于挤奶隔间的时间减少了。如果每个操作为动物的 每个奶头提供一个机器人操作装置则效益是最大的，但是如果例如为每对奶 头提供一个机器人操作装置也能提供效益。

通过提供一对机器人操作装置，其中每个机器人操作装置向动物附接所 有必要的挤奶机杯，先前的系统已经寻求解决服务于挤奶隔间时的延迟这一 上述问题。在使用中，该现有技术中的系统的机器人操作装置同时服务于邻 近的挤奶隔间。这导致机械臂的交叉，因为一个已经完成其服务活动的机器 人操作装置必须经过可能仍然在服务于邻近挤奶隔间的另一个机器人操作装 置返回。为了防止两个机器人操作装置的碰撞，则需要具有若干运动轴的复 杂的可伸长的机械臂以及复杂的控制系统。

在本发明中，所述第一机器人操作装置可以包括用于运送挤奶机杯的机 构、和用于感应奶头相对于所述挤奶机杯运送机构的位置的机构，所述第二 机器人操作装置可以包括用于运送挤奶机杯的第二机构、和用于感应奶头相 对于所述第二挤奶机杯运送机构的位置的机构，其中所述第一机器人操作装 置的所述感应机构相对于所述第一机器人操作装置的所述挤奶机杯运送机构 的相对位置不同于所述第二机器人操作装置的所述感应机构相对于所述第二 机器人操作装置的所述挤奶机杯运送机构的相对位置。

所述第一机器人操作装置的所述感应机构可以被设置为沿相对于所述 第一机器人操作装置的第一方向感应，所述第二机器人操作装置的所述感应 机构可以被设置为沿相对于所述第二机器人操作装置的第二方向感应，其中 所述的第一相对方向和第二相对方向彼此相反。

理想地，所述第一机器人操作装置和所述第二机器人操作装置相对于所 述平台定位，以便在使用中，所述装置从动物的后面将挤奶机杯附接到所述 动物的奶头上，并且其中在使用时，所述第一机器人操作装置的所述感应机 构沿从所述装置大致朝向动物的前部的方向感应，所述第二机器人操作装置 的感应机构沿从所述装置大致朝向动物后部的方向感应。

所述第一机器人操作装置可以是可操作的以将挤奶机杯附接到所述动 物的至少一个后部奶头上。所述第二机器人操作装置可以是可操作的以将挤 奶机杯附接到所述动物的至少一个前部奶头上。

还优选地，所述第一机器人操作装置的所述感应机构被定位在所述第一 机器人操作装置的所述挤奶机杯运送机构的一侧，并且被定向为沿所述挤奶 机杯运送机构的大致方向感应；所述第二机器人操作装置的所述感应机构被 定位在所述第二机器人操作装置的所述挤奶机杯运送机构的一侧，并且被定 向为沿所述第二机器人操作装置的所述挤奶机杯运送机构的大致方向感应； 并且其中所述第一挤奶机杯运送机构的所述一侧为与所述第二挤奶机杯运送 机构的所述一侧不同的一侧。

所述挤奶室可以包括两个所述第一机器人操作装置和两个所述第二机 器人操作装置。

此外，每个感应机构可包括摄像机。

在本发明中，一个机器人操作装置将永远不会必须经过另一个机器人操 作装置返回以便服务于挤奶隔间。当其经过每个机器人操作装置时挤奶隔间 按照顺序被服务。这样，两个机器人操作装置彼此相互交叉的情况被最小化 了。这有利地允许了使用更加简单的机械臂，以及更加易懂的控制系统。然 而，仍然可以使用更加复杂的机械臂以提供下面描述的进一步的优点。

本发明的第二方面提供一种操作根据本发明第一方面的挤奶室的方法。 所述方法包括控制所述多个机器人操作装置以便所述装置同时服务于所述平 台上不同的相邻挤奶隔间的步骤。

挤奶室在下面被描述为包括四个机器人操作装置和多个挤奶隔间；其中 每个机器人操作装置包括可操作以将单个挤奶机杯附接到待挤奶的动物上。 关于机器人操作装置的活动的信息被从所述装置电子地发送。关于一个所述 机器人操作装置的信息可以被电子地传达给所述机器人操作装置中的另一 个。理想地，关于所述四个机器人操作装置的活动的信息可以在所述装置之 间电子地交换。此外，所述信息可以包括记录机器人操作装置的当前实时位 置的数据和/或成功地附接于处于当前正被机器人操作装置服务的挤奶隔间 内的奶牛的挤奶机杯的数量。理想地，所述多个挤奶隔间被提供在相对于所 述机器人操作装置能移动的平台上。

挤奶室在下面被描述为包括第一机器人操作装置和被提供在相对于所 述机器人操作装置能移动的平台上的多个挤奶隔间；所述室进一步包括入口， 在使用中该入口防止任意一次多于一个动物进入所述平台；并且所述室的特 征在于第二机器人操作装置，其中所述第一机器人操作装置和第二机器人操 作装置被定位为能够同时服务于所述平台上的相邻挤奶隔间。

下面还描述了操作挤奶室的方法，所述挤奶室具有多个机器人操作装 置、被提供在相对于所述机器人操作装置能移动的平台上的多个挤奶隔间、 和在使用中防止任意一次多于一个动物进入所述平台的入口；所述方法包括 控制所述机器人操作装置以便所述装置同时服务于所述平台上不同的相邻挤 奶隔间的步骤。

应当理解的是通过利用本发明，机器人操作装置将需要较少的时间来服 务于挤奶隔间。还应该意识到，本发明因此允许平台上挤奶隔间的速度有所 增加。

本发明进一步的有利可选特征列出在附加的从属权利要求中。

在一个实施方式中，关于一个机器人操作装置的活动的信息被电子地传 达给另一个机器人操作装置，并且可以在所述的两个机器人操作装置之间电 子地交换。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的实施例，在附图中：

图1为根据本发明的平行旋转室的示意性透视图；

图2为图1所示旋转室的旋转平台的示意性局部俯视图，显示了在将挤 奶机杯附接到动物上之前的平台上的与机械臂邻近的一个隔间、以及平台的 挤奶机杯已经被附接处的另一部分；

图3为在旋转期间的图1所示旋转室的旋转平台的示意性局部俯视图， 四个机械臂中的每一个执行其自身的功能；

图4为一种类型的机械臂的示意性局部俯视图，其中所述臂被提供有向 前地面向的摄像机；

图5为图4所示类型的机械臂的示意性局部侧视图；

图6为另一种类型的机械臂的示意性局部俯视图，其中所述臂被提供有 向后的面向的摄像机；和

图7为图6所示类型的机械臂的示意性局部侧视图。

具体实施方式

根据本发明的平行旋转室1如附图中的图1所示。室1包括可旋转的平 台3，该可旋转的平台3具有环形形状并且被提供有五十个挤奶隔间5，这些 挤奶隔间5圆周地沿平台3并肩地设置。因为室1为平行旋转型，所以隔间 5被设置为使得站立在隔间5内的待挤奶的奶牛7径向朝内地面向平台3的 旋转中心9。在使用中，平台3被适当的驱动机构如箭头11所示沿逆时针方 向旋转。

参见图1，应当理解的是待挤奶的奶牛7聚集在等候处19并且在隔间入 口处20一个接一个地走上平台3。入口处20包括宽度与挤奶隔间5的宽度 大体上相等的动物行走通道。该宽度足够使动物例如奶牛舒适地行走通过该 行走通道并进入隔间5，但是不至于大到允许两个动物肩并肩地通过。以此 方式，防止动物同时进入平台3的隔间5。应当理解的是，平台3的旋转速 度足够慢以使奶牛7踏上平台3并走入经过的隔间5。还应当理解的是，一 旦奶牛7已经进入隔间5，则平台3的进一步旋转关闭隔间5以防止奶牛7 向后退出隔间5。每个隔间5被提供有借助软管连接至传统挤奶系统的四个 挤奶机杯。如将要在下面参考图2和图3更详细地说明地，这些挤奶机杯21a、 21b、21c、21d借助于由电子控制系统移动的四个机械臂100、200、300、400 自动地附接到奶牛的奶头23a、23b、23c、23d上。一旦挤奶机杯21被附接 到奶头23上，奶牛7就以传统的方式且被挤奶，同时平台3继续旋转。一旦 挤奶已经完成，挤奶机杯21借助于自动挤奶机杯收回系统(未示出)从奶头 23上移除，该自动挤奶机杯收回系统继续拉与每个挤奶机杯21连接的软管 20并将挤奶机杯21缩回至挤奶机杯盒27中。

如图2所示，每个隔间5均被提供有挤奶机杯盒27，挤奶机杯盒27包 括四个凹槽，当不使用时四个挤奶机杯21放入在这些凹槽内。每个盒27被 放置在相应隔间5的邻近入口处，从而不会不适当地阻碍奶牛7进出隔间5， 并且从而被定位于邻近站立在隔间内的奶牛7的后部。因此，盒27将被理解 为将挤奶机杯21保持在已知的存储位置，该存储位置容易被每个机械臂100、 200、300、400进出并且足够接近奶牛7的奶头23以允许挤奶机杯21的从 盒27至奶头23的准备好的移动。

一旦挤奶机杯21被收回到挤奶机杯盒27中，此后其内具有奶牛7的挤 奶隔间5将很快地移动至隔间出口处29(见图1)。在出口处29，隔间5被 设置处于打开的构造以便位于其内的奶牛7可以向后退出隔间5并借助于出 口通道31离开室1。

如上面所提到的，本发明的挤奶室1被提供有用于将挤奶机杯21附接 到待挤奶的奶牛7的奶头23上的自动系统。该自动系统包括至少两个、优选 地四个机械臂100、200、300、400以及电子控制系统。该电子控制系统允许 机械臂100、200、300、400的运动与平台3的旋转运动相协调。提供了用于 监视平台3的旋转速度、位置和旋转方向的合适的机构(未示出)，并且这 些信息被所述控制系统使用以确保机械臂100、200、300、400和相关的挤奶 隔间5之间协调动作的精确性。

在附图的图2和图3中，示出了正移动经过机械臂100、200、300、400 的多个挤奶隔间(标记为S13至S23)。可以提供机械臂的替代设置，提供 图2和图3所示的示意性实例仅用于举例说明本发明的操作的目的。

具体参见图2，示出了第一机械臂100准备好开始其对标记为S15的隔 间的服务活动。图2还示出了来自平台3的一部分的多个隔间(标记为S21 至S23)，这些隔间已经移动经过到所有四个机械臂100、200、300、400的 较远的一边，并且因此在此处挤奶机杯21a、21b、21c、21d已经附接到奶牛 7的奶头23a、23b、23c、23d上。连接至每个挤奶机杯21的软管20也清楚 地被显示在标记为S21、S22、S23的隔间中。出于简便，图2仅示出了单个 机械臂。然而，应当意识到图2中涉及的与所述第一机械臂有关的特征也出 现在图3中所示的四个机械臂100、200、300、400的每个中，并且因此将参 考所有四个机械臂100、200、300、400来完成特征的以下说明。

每个机械臂100、200、300、400包括彼此通过肘状接合部56、58可旋 转地连接的第一臂50、第二臂52和第三臂54、以及挤奶机杯运送机构。在 本实施例中，所述挤奶机杯运送机构为在腕状连接部62处枢接到第三臂54 的挤奶机杯夹钳60。然而，在替代的实施例中(未示出)，机械臂100、200、 300、400被提供有同时运送两个或更多个挤奶机杯的机构。例如，该运送机 构可包括具有两个凹槽的元件，挤奶机杯可容纳在每个凹槽中。每个机械臂 100、200、300、400还包括旋转单元64，第一臂50从该旋转单元64延伸。 第一臂60借助于旋转单元64能围绕中心轴66旋转。

图3示出了机械臂100、200、300、400的操作。每个机械臂100、200、 300、400的旋转单元64以与挤奶隔间5的宽度相等的距离圆周地彼此间隔 开。因此，应当理解的是四个机械臂100、200、300、400操作以同时服务于 平台3的相邻的隔间5。如图3所示，每个机械臂100、200、300、400可操 作以将特定的挤奶机杯21a、21b、21c、21d从盒27移动至与奶牛7的相应 奶头23a、23b、23c、23d附接。

在这点上，一旦特定的挤奶机杯盒27移动到第一机械臂100的夹钳60 的范围内，该夹钳60抓取第一挤奶机杯21d并将该挤奶机杯移动至第一奶头 23d的预计位置。然后使用适当的感应装置以常规的方式确定第一奶头23d 的精确位置。一旦奶头23d被精确定位，则机械臂100将挤奶机杯21d附接 到奶头23d上。随着隔间5及其盒27经过其余机械臂200、300、400中的每 一个，每个机械臂200、300、400依次附接其余三个挤奶机杯21c、21b、21a 中的一个。随着平台3的旋转所述过程持续地发生从而，如图3中所示，当 第一机械臂100正在将挤奶机杯21d附接到标记为S15的隔间中的奶牛7的 对应奶头23d上时，所述第二机械臂同时将挤奶机杯21c附接到标记为S16 的隔间中的奶牛7的奶头23c上，并以此类推。因此，一旦隔间5已经移动 经过所有四个机械臂，则所有四个挤奶机杯21将已经施加于该特定隔间5 内的奶牛7的奶头23上。

应当理解的是，提供如上所述操作的四个机械臂100、200、300、400 意味着为了施加四个挤奶机杯21a、21b、21c、21d中的一个，每个机械臂仅 需要执行单独的操作。这样，由于是四个的因素，每个机械臂100、200、300、 400完成服务活动所需要的时间减少。这允许每个机械臂100、200、300、400 相对于平台3保持固定，而没有在服务活动完成之前隔间5移动超出范围的 风险。所述平台的旋转速度也可以增大。

由于减少的服务时间，每个机械臂的操作范围仅需要足以能够仅服务于 位于其直接邻近处的挤奶隔间。然而，如图2和图3中所示，每个机械臂100、 200、300、400能够延伸足够的距离以同样服务于相邻挤奶隔间是有益的。 特别地参见图3，所显示的挤奶包括机械臂100、200、300、400，该机械臂 充分延伸以不仅服务于直接位于每个所述臂前方的挤奶隔间，而且服务于位 于该挤奶隔间任一侧的两个挤奶隔间。特别地，应当意识到标记为S14的挤 奶隔间直接邻近第一机械臂100。第一机械臂100的旋转单元64位于标记为 S14的挤奶隔间的延伸的中心线上(即，位于隔间的径向侧壁之间的中间处 的假象径向线)。根据如图3中所示的处于该相对位置的第一机械臂100和 平台3，第一机械臂100的工作/操作范围足够允许所述臂在挤奶隔间从图3 中标记为S13的挤奶隔间的位置处移动到标记为S15的挤奶隔间的位置处时 服务于该挤奶隔间。事实上，第一机械臂100是可延长的以便当挤奶隔间沿 图3中所示箭头11的方向移动超过标记为S15的挤奶隔间的位置时继续服 务于该挤奶隔间。应当意识到第一机械臂100具有跨过三个挤奶隔间(图3 中标记为S13、S14和S15)宽度的工作/操作范围。

为了更加清楚，参考图2，可以看到第一机械臂在标记为S15的挤奶隔 间到达第一机械臂100的旋转单元64之前已经开始服务于该挤奶隔间。应到 理解标记为S16的隔间(未示出)以及特别地其盒27在此阶段将位于第二 机械臂200(未示出)的范围内。因此，由于每个机械臂100、200、300、400 的增大的范围，每个机械臂100、200、300、400均具有服务于隔间5的延长 的时间段。该增大的操作范围和减少的每个臂完成其自身的服务活动所需要 的时间的结合进一步减少了甚至是在困难情况下的隔间服务的延迟。

应当意识到，在同时服务于挤奶隔间时，机械臂100、200在理论上可 以同时从事相同的动作。换句话说，每个机械臂100、200、300、400可以， 例如，在同一时刻将它们各自的挤奶机杯21d、21c、21b、21a附接至奶头 23。然而，在实践中，机械臂可能会有不同程度的延迟(通常由于动物移动)， 所以尽管不同的隔间同时被服务，机械臂100、200、300、400也不会在它们 的动作上同步。实际上，需要强调的是第二机械臂200可以延迟到这样的程 度，即第一机械臂100在第二机械臂200已经完成其服务任务之前开始服务 其下一个隔间并且还能够移动至其下一个隔间。例如，图3中的机械臂100、 200、300、400显示为同时将它们各自的挤奶机杯附接至奶头，然而在实践 中应当意识到第一机械臂在它的挤奶机杯附接中可能适当地遭遇到比例如第 二机械臂200更少的延迟，并因此已经开始服务于它的标记为S14的下一个 挤奶隔间。所以，两个机械臂100、200之后将同时服务于标记为S14和S16 的挤奶隔间。

因此应当意识到机械臂100、200、300、400完全彼此独立地操作之处 在于一个机械臂不会降低其附接挤奶机杯的速度来保持与延迟的机械臂同 步。尽管如此，所述控制系统协调机械臂100、200、300、400的运动以便确 保机械臂100、200、300、400不会彼此碰撞。应当意识到，当正在被服务的 隔间需要机械臂100、200、300、400彼此交叉时碰撞的风险比较高。如上面 讨论的，本发明不需要一个臂延伸经过另一个以服务较远的隔间，所以来自 这种行为的不期望的臂的交叉不会发生。然而，图3中的第二机械臂200可 能在实践中适当地经历比第一机械臂100更少的在挤奶机杯附接中的延迟， 并因此能够在第一机械臂100已经完成对相同挤奶隔间的服务之前开始服务 其下一个隔间(标记为S15的挤奶隔间)。在这些情况下，两个机械臂100、 200将在相同的区域操作，并且在同时服务于标记为S15的挤奶隔间时可能 必须彼此交叉。该交叉能够通过适当地选择哪一个机械臂关联于哪一个奶头 而被最小化。例如，在图3中，如果第一臂100关联于奶头23c且第二臂200 关联于奶头23d，则臂100、200的交叉将更少可能发生。然而，其他考虑因 素诸如对盒27的相应部分的接近和管20的潜在混乱意味着理想关系不会总 是可能存在，所以一些交叉仍然可能发生。用于避免两个机器人100、200 碰撞的电子控制系统和方法将在下面更详细地描述。

在另一个实施例中，所述电子控制系统可以适合于允许一个机械臂100、 200、300、400执行通常由另一个机械臂100、200、300、400处理的服务操 作。在所述另一个机械臂在其挤奶机杯附接中已经如此延迟以至于在其服务 活动完成之前挤奶隔间已经移动超出其范围的情况下，一个机械臂可以临时 地以这种方式运作一个短的时间段。例如，如果第一机械臂100未能及时附 接其挤奶机杯21d，这可以被检测出并且该操作能够由第二机械臂200在其 已经附接完其自己的挤奶机杯21c之前或之后替代执行。相同挤奶隔间的这 种协调服务可以排除降低平台旋转速度的需要。假设有上面描述的本发明的 益处，比起与现有技术中的系统这种情况更不可能发生，但仍然可能在极端 情况下或一个机械臂失效的情况下发生。在奶牛7在挤奶机杯21已经附接之 后踢掉该挤奶机杯21的情况下，类似的操作也是有用的。该断开能够被检测 到，之后另一个机械臂可以重新施加该正在被讨论的挤奶机杯。一旦一特定 机械臂已经提供了该援助，则之后该机械臂回复到其正常运作。替代地，在 第一机械臂折断或需要维修的情况下，另一机械臂可被构造为在一段更长周 期内附接两个挤奶机杯，从而可能允许维修一个机械臂而不中断挤奶过程。

机械臂100、200、300、400可被提供有一个或更多个近程式传感器， 该近程式传感器在所述机械臂紧密地接近例如奶牛7的腿或挤奶设备中的一 项时检测。

机械臂100、200、300、400在设计上相对简单，因为每个机械臂仅需 要有限的运动范围和自由度。如所显示的和所描述的，每个臂100、200、300、 400可伸长但是，如上面所述的，这并不是本质特征。在挤奶工业中使用的 具有达到六个或七个运动轴的现有机器人，由于本发明提供的益处而不再被 本文中所述挤奶室需要。

然而，具有六个或七个运动轴的机械臂可以代替上面具体描述的示意性 机械臂100、200、300、400中的至少一个。附加的运动轴在避开奶牛的腿和 /或挤奶设备诸如另一个机械臂(当被所述机械臂上的近程式传感器检测时) 方面特别有帮助。提供的附加的运动灵活性允许两个机械臂更容易避开彼此 并通常以协调的方式移动。如上面所描述的，作为本发明设置的结果，这里 很少需要该运动自由度。然而，优选地是一个或更多个后面的机械臂，例如 第四臂400和/或第三臂300，具有更大的运动灵活性/运动自由度，因为这些 臂更有可能必须与其他臂合作和/或重新附接如上所述的分离的挤奶机杯。作 为实例，前三个臂100、200、300在设计上可以非常简单，而第四个臂400 可以为具有增加的运动自由度的六轴或七轴臂以允许其可以更容易地对其他 臂100、200、300所经历的任何问题进行补偿。

还应当理解的是，尽管不是主要的，图3所示的机械臂100、200、300、 400中的任一个可以支撑在可沿箭头11方向移动的基底上，例如，支撑在轨 道上或可伸缩延长的元件上。这样，如果需要以完成服务活动，图3的机械 臂100、200、300、400可以沿平台3的大致旋转方向移动以便提供附加的时 间。

在后面的这点上，每个机械臂100、200、300、400的旋转单元64可以 安装在可伸缩延长的元件上，该可伸缩延长的元件自身借助于基底单元安装 在所述室的地板上。应当理解的是平台3旋转经过保留在室1的固定位置处 的每个基底单元。每个可延长元件沿相对于平台3的大致切线方向可伸缩地 延长。因此每个机械臂100、200、300、400可以与平台3一起沿部分圆周路 径移动，从而机械臂100、200、300、400相对于特定挤奶隔间5的位置可以 通过预先确定的平台旋转角度而得以维持。应当理解该角度部分地由伸缩元 件可以延长的程度确定。此外，为了有助于维持每个机械臂100、200、300、 400(特别地，旋转单元64)和相关的隔间5之间恒定的相对位置，相关的 基底单元可以是可旋转的以便允许可延长元件34在与所述室的地板平行的 平面内旋转。

在上面描述的其中机械臂被定位以便彼此紧密接近地运作的实施例中， 应当理解的是在每个机械臂的工作/操作范围内将存在有公共空间(common  volume)，这样在臂之间可能会有碰撞。该公共空间被电子控制系统认为是 多个子空间(sub-volume)(例如，子空间的矩阵)。如果一个机械臂被移 动以位于一个或多个这些子空间内，则所述控制系统将确保其他机械臂以不 会位于这些子空间内的方式移动。以此方式，防止多于一个机械臂同时位于 一个给定的子空间内。为了确保机械臂之间恰当的间隙，所述电子控制系统 可以防止一个机械臂移动进入与另一个机械臂占据的子空间相邻的子空间。

应当理解的是，每个机械臂可以发送携带有关于其活动的信息的电子信 号。该信息通常与完成服务任务中所形成的过程有关。该信息可以由机械臂 传达到中央电子控制系统，该中央电子控制系统控制上面描述的若干机械臂 的运动。替代地，该信息可以从一个机械臂直接向一个或更多个其它机械臂 发送，以便这些其它机械臂中的每一个在参考所接收到的信息认为有必要时 可以单独地修正它们各自的活动。例如，由一个机械臂传输的信息可以与该 臂的当前位置有关。当从相邻的机械臂接收到这样的信息时，另一个机械臂 可以确定其自身的运动应该被修正以避免与该相邻的机械臂碰撞。

本发明并不局限于上面所述的具体实施例。对熟悉本领域的读者来说替 代的设置方案是显而易见的。例如，本发明可以不仅与如上所述的平行旋转 室一起使用，而且可以与人字形旋转室一起使用。在任一种情况下，所述室 可以使用停止/启动平台运动系统或连续平台运动系统。同样地，尽管上面的 优选实施例描述了使用四个机器人，每个机器人对应一个奶头，但也可以仅 使用两个机器人。当仅提供两个机器人时，一个可以用于将挤奶机杯21d和 21c附接至奶牛的前部奶头，另一个可以用于将挤奶机杯21b和21a附接至 奶牛的后部奶头。然而，在仅具有两个机器人的替代实施例中，其中一个机 器人用于将挤奶机杯21d和21b附接至奶牛的左侧奶头，另一个机器人用于 将挤奶机杯21c和21a附接至奶牛的右侧奶头。

附加地或替代地，所述挤奶机杯运送机构同时能够运送多于一个挤奶机 杯(例如，两个挤奶机杯)，而且能够单独地(即，一次一个)拾取和/或附 接/放下挤奶机杯。这样，在使用两个机器人的地方，由机械臂执行的从挤奶 机杯盒至动物的运动的数量可以从两次(当单独地拾取和移动挤奶机杯时) 减少至一次(当挤奶机杯成对地由所述盒移动至动物时)。所述挤奶机杯运 送机构可被提供有多个(例如两个)用于接收挤奶机杯的挤奶机杯接收器。 每个接收器可以为夹钳或可以包括电磁体，该电磁体可独立于与其它接收器 有关的电磁体而操作。

在另一个替代设置方案中，每个机械臂被提供有用于感应待挤奶的动物 的奶头位置的机构。该感应机构可以为传统的摄影机501、502和/或一些其 它光学传感器，例如扫描激光定位系统。理想地，所述感应机构为3D(三维) 摄像机，例如深度摄像机(time-of-flight camera)。这种类型的摄像机提供 深度知觉，即考虑待确定场景内的物体的距离。因此应当理解的是，所述中 央控制系统将拥有来自所述感应机构的与机械臂和，特别地，挤奶机杯运送 机构邻近的区域有关的信息。因为所述奶头感应机构和所述挤奶机杯运送机 构的相对位置为所述中央控制系统所知，所述中央控制系统能够容易地适用 于朝向所述奶头感应机构所感应到的奶头移动所述挤奶机杯运送机构，并且 因此将准备好的挤奶机杯附接到感应到的奶头上。

所述奶头感应机构相对于机械臂和相关联的挤奶机杯运送机构定向的 方式在使用中取决于所述机械臂被分派任务服务的动物的特定奶头。通常， 奶牛的后两个奶头定位为稍微低于前两个奶头。因此应当意识到当从动物的 后面观看时，该前两个奶头特别地易于被其它两个奶头遮蔽。这可以使奶头 感应机构在从动物后部的位置感应前部奶头时产生困难。因此，奶头感应机 构可以相对于机械臂定向以便将该潜在问题考虑进去。

更具体地，被分派有将挤奶机杯附接至后部奶头任务的这些或每个机械 臂100、200(第一类型的机器人操作装置)可被提供有奶头感应机构501， 当挤奶机杯被移动至适当位置并被从相关联的动物的后部附接到奶头上时该 奶头感应机构向前地面向(见图4和图5)。同样地，被分派有将挤奶机杯 附接至前部奶头任务的这些或每个机械臂300、400(第二类型的机器人操作 装置)可被提供有奶头感应机构502，当挤奶机杯被移动至适当位置并被从 相关联的动物的后部附接到奶头上时该奶头感应机构向后地面向(见图6和 图7)。

如附图的图4至图7所示，第一类型的机器人操作装置100、200的感 应机构位于与第一类型的机器人操作装置100、200的挤奶机杯运送机构503 (用于单个挤奶机杯的夹钳)相对的位置处，该位置与第二类型的机器人操 作装置300、400的感应机构502相对于第二类型的机器人操作装置300、400 的挤奶机杯运送机构504(用于单个挤奶机杯的夹钳)的位置不同。两种类 型的机器人操作装置的感应机构501、502的不同相对位置允许感应机构501、 502被提供有用于在将挤奶机杯附接至奶头之前或过程中感应该特定奶头的 最佳位置。例如，可以优化感应机构501、502的位置以便使待服务的奶头对 感应机构501、502的(例如，待被挤奶的动物的其他奶头)遮蔽程度最小化。

第一类型的机器人操作装置100的感应机构501被设置为沿与第一类型 的机器人操作装置100、200相对的第一方向(在图4中由箭头505指示)感 应，第二类型的机器人操作装置300的感应机构502被设置为沿与第二机器 人操作装置100相对的第二方向(在图7中由箭头506指示)感应，其中所 述第一相对方向和第二相对方向彼此相反。参考附图应当理解的是，在第一 类型的操作装置中，第一感应机构的摄像机在沿所述第一类型的装置的臂向 下的方向上观察，反之，在第二类型的装置中，第二感应机构的摄像机在沿 所述第二类型的装置的臂的相反向上方向上观察。

在图3中所示的方式中，机器人操作装置100、200、300、400相对于 平台3定位以便，在使用中，所述装置100、200、300、400通过从动物的后 部延伸将挤奶机杯附接到所述动物的奶头上。在使用中，所述感应机构相对 于相关联的挤奶机杯运送机构的位置和定向使得第一类型的机器人操作装置 100、200的感应机构501在从位于动物奶头的后部的位置处朝向动物前部的 方向上进行感应，第二类型的机器人操作装置300的感应机构502在从位于 动物奶头的前部的位置处向动物的后部的方向上进行感应。尽管机器人操作 装置在延伸期间将在动物的腿间清楚地从一个位置调动至另一个位置并获得 合适的位置以用于挤奶机杯附接，但是所述感应机构将在上面提到的大致方 向上持续感应，因为机械臂从允许这种感应的位置开始的运动在附接过程中 往往不会发生。

如将在图4和图5中所看到的，第一类型的机器人操作装置100、200 的感应机构被定位在第一类型的机器人操作装置的挤奶机杯运送机构503的 一侧(本实施例中，在后侧)，并且被定向以观察所述挤奶机杯运送机构503。 如将在图6和图7中所看到的，第二类型的机器人操作装置300、400的感应 机构502被定位在第二类型的机器人操作装置300、400的挤奶机杯运送机构 504的一侧(本实施例中，在前侧)，并且被定向以观察第二类型的机器人 操作装置300、400的所述挤奶机杯运送机构。因此应到理解的是第一挤奶机 杯运送机构的所述一侧为与第二挤奶机杯运送机构的所述一侧不同的侧。第 一感应机构501直接安装在第一类型的机器人操作装置100、200的臂上，当 然，安装至挤奶机杯运送机构503的后侧。然而，为了将第二感应机构502 定位在挤奶机杯运送机构504的前侧，第二感应机构502安装在支架或二级 臂508上，该支架或二级臂208自身安装在机器人操作装置300、400的臂上 并向前延伸经过挤奶机杯运送机构504。

为了清楚，一个挤奶室可以包括两个所述第一类型的机器人操作装置和 两个所述第二类型的机器人操作装置。同样地，术语感应方向用于指代从所 述感应机构至由该感应机构感应的区域的方向。